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1、第六章放射性勘探本讲稿第一页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 6.16.1 放射性探测基本知识放射性探测基本知识 某些核素的原子核不稳定，能自发放出射线面变成另一种核素的某些核素的原子核不稳定，能自发放出射线面变成另一种核素的原子核，这种现象称为原子核，这种现象称为放射性衰变放射性衰变，不稳定原子核的核素称为，不稳定原子核的核素称为放射放射性核素性核素。本讲稿第二页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 与地球同时生成的天然放射性核素，目前存在有与地球同时生成的天然放射性核素，目前存在有180
2、180多种，主要是多种，主要是铀、钍、锕系列和钾的同位素。较高放射性元素含量出现在磁铁矿、磷灰铀、钍、锕系列和钾的同位素。较高放射性元素含量出现在磁铁矿、磷灰石、萤石和黄铁矿等矿物中，较低含量常与富硅和碱金属矿物有关。石、萤石和黄铁矿等矿物中，较低含量常与富硅和碱金属矿物有关。本讲稿第三页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 铀矿产概述铀矿产概述 据估计世界铀的地质储量据估计世界铀的地质储量据估计世界铀的地质储量据估计世界铀的地质储量229.5910*8t229.5910*8t229.5910*8t229.5910*8t，目前世界铀矿探明储量目
3、前世界铀矿探明储量目前世界铀矿探明储量目前世界铀矿探明储量34010*4t34010*4t34010*4t34010*4t，人们的，人们的，人们的，人们的重点是寻找低成本开采矿山，即富矿或地重点是寻找低成本开采矿山，即富矿或地重点是寻找低成本开采矿山，即富矿或地重点是寻找低成本开采矿山，即富矿或地浸开采的矿山，加拿大是世界产铀大国，浸开采的矿山，加拿大是世界产铀大国，浸开采的矿山，加拿大是世界产铀大国，浸开采的矿山，加拿大是世界产铀大国，产量占世界三成左右。产量占世界三成左右。产量占世界三成左右。产量占世界三成左右。目前铀资源的主要用途是核电站发电，我国至今已建成目前铀资源的主要用途是核电站发
4、电，我国至今已建成目前铀资源的主要用途是核电站发电，我国至今已建成目前铀资源的主要用途是核电站发电，我国至今已建成8 8 8 8个个个个核电机组，有核电机组，有3 3个正在建设中，个正在建设中，20052005年发电年发电量约为量约为8.710*5KWH8.710*5KWH，占全国总发电，占全国总发电量的量的2.3%2.3%。本讲稿第四页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 6.26.2 放射性测量方法及其应用放射性测量方法及其应用 自然界中放射性元素分布相当广泛，各种岩矿石中的放射性元素的含量自然界中放射性元素分布相当广泛，各种岩矿石中的放射
5、性元素的含量也有差异，用专门仪器在野外探测岩矿石所辐射的射线强度、能量及其分也有差异，用专门仪器在野外探测岩矿石所辐射的射线强度、能量及其分布，便有可能发现汉放射性元素的矿床，并确定岩矿石中放射性物质的含布，便有可能发现汉放射性元素的矿床，并确定岩矿石中放射性物质的含量。量。放射性放射性探测方法探测方法可分为两大类：可分为两大类：天然放射性方法天然放射性方法 有有 测量法、测量法、测量法测量法人工放射性方法人工放射性方法 有有X X射线荧光法、中子法、射线荧光法、中子法、光核反应法光核反应法本讲稿第五页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 放射
6、性勘查可以应用于寻找地下裂隙水、油气田、多金属矿产以及探查放射性勘查可以应用于寻找地下裂隙水、油气田、多金属矿产以及探查滑坡、地裂缝、塌陷、地震预报以及环境监测等。滑坡、地裂缝、塌陷、地震预报以及环境监测等。一、地面一、地面 测量测量 是利用记录是利用记录 射线强度的辐射仪，对近地表岩石或土壤的射线强度的辐射仪，对近地表岩石或土壤的 射线强射线强度进行测量的一类野外工作方法。度进行测量的一类野外工作方法。注意注意：对异常起主要作用的是镭而不是铀。：对异常起主要作用的是镭而不是铀。本讲稿第六页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 野外测量使用的辐
7、射仪由野外测量使用的辐射仪由探测器探测器和和记录装记录装置置两个主要部分组成。两个主要部分组成。2020世纪世纪7070年代至年代至8080年代初，我国地面辐射年代初，我国地面辐射仪主要有重庆地质仪器厂生产的仪主要有重庆地质仪器厂生产的FD-802FD-802型和型和上海地质仪器厂生产的上海地质仪器厂生产的FD-3006FD-3006型两种。这两种仪器都是数字显示型，都具有型两种。这两种仪器都是数字显示型，都具有携带轻便携带轻便、重量小重量小并并可连续测量可连续测量等优点。等优点。进行测量工作之前需要对辐射仪进行进行测量工作之前需要对辐射仪进行仪器标定仪器标定。标定在已知含量。标定在已知含量的
8、平衡铀饱和模型上进行，标定时一般借助于的平衡铀饱和模型上进行，标定时一般借助于5 5号或号或6 6号镭源进行。号镭源进行。本讲稿第七页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 工作期间每天工作前后都要检查仪器的工作期间每天工作前后都要检查仪器的灵敏度、稳定性是否符合要求，并且定期灵敏度、稳定性是否符合要求，并且定期检查多台仪器对比的一致性。检查多台仪器对比的一致性。测量的成果一般表示成测量的成果一般表示成实际资料图实际资料图、强度强度等值线图等值线图、强度剖面图以及相对强度剖面图以及相对 等值图和区等值图和区域研究程度图等。域研究程度图等。必须指出
9、，引起异常的因素比较多，地面测量的探测深度一般必须指出，引起异常的因素比较多，地面测量的探测深度一般不过不过1212米，评价异常时，要注意该区镭、铀是否处于长期平衡状态。米，评价异常时，要注意该区镭、铀是否处于长期平衡状态。本讲稿第八页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 二、地面二、地面 能谱测量能谱测量 利用分别记录几种不同能量段内射线强度的能谱仪，测定岩石、利用分别记录几种不同能量段内射线强度的能谱仪，测定岩石、土壤中的铀、钍钾含量的一类野外方法。土壤中的铀、钍钾含量的一类野外方法。每一种每一种 辐射体都要放出各自特有的、能量确定的辐射体
10、都要放出各自特有的、能量确定的 射线，将测得射线，将测得的的 强度与标准样品的强度与标准样品的 强度进行对比和计算，可以确定该元素在强度进行对比和计算，可以确定该元素在土壤以及岩矿石中的含量。土壤以及岩矿石中的含量。本讲稿第九页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 除数据采集方法之外，能谱测量的测网选择、比例尺的确定，甚除数据采集方法之外，能谱测量的测网选择、比例尺的确定，甚至资料整理的方法都与测量相似。至资料整理的方法都与测量相似。2020世纪世纪8080年代之前，主要适用重庆地质仪器厂生产的年代之前，主要适用重庆地质仪器厂生产的FD-840
11、FD-840、FD-FD-960960四道自动能谱仪以及上海电子仪器厂的四道自动能谱仪以及上海电子仪器厂的FD-3003FD-3003野外能谱仪，目前野外能谱仪，目前应用的主要是上海地质仪器厂生产的应用的主要是上海地质仪器厂生产的FD-3022FD-3022型能谱仪，可以直接型能谱仪，可以直接将测点上所测定的总计数率和铀、钍、钾含量同时呈现在数字显示屏上。将测点上所测定的总计数率和铀、钍、钾含量同时呈现在数字显示屏上。根据野外所获得的铀、钍、钾含量，通常绘制成相应的根据野外所获得的铀、钍、钾含量，通常绘制成相应的含量剖面图含量剖面图、等值线平面图等值线平面图或或剖面平面图剖面平面图，有时还要绘
12、制，有时还要绘制钍铀比钍铀比、钍钾比钍钾比、铀钾比铀钾比剖面图或等值线平面图。剖面图或等值线平面图。本讲稿第十页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 6.36.3 放射性物探的应用放射性物探的应用一、核地球物理在寻找高放射性矿体中的应用一、核地球物理在寻找高放射性矿体中的应用 1 1地面测量寻找铀矿的实例地面测量寻找铀矿的实例某地区地质、相对强度综合平面图1-中粒花岗岩 2-中细粒花岗岩 3-第四系 4-地质界线 5-相对等值线 6-异常编号本讲稿第十一页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2
13、 2射气测量在寻找铀矿上的应用射气测量在寻找铀矿上的应用某地区上坡上射气综合平面图1-花岗岩 2-煌斑岩 3-破碎带 4-陡壁 5-射气等值线 6-异常点 本讲稿第十二页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 二、放射性物探在寻找油气藏中的应用及实例二、放射性物探在寻找油气藏中的应用及实例双河油田综合异常图A-TC等值线图 B-TC剩余异常图C-第四纪地质图 D-构造图1-砂岩尖灭圈闭及鼻状构造 2-综合化探异常 3-能谱异常 4-油田范围 5-断层及构造等深线本讲稿第十三页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 双河油田地面伽玛能谱及法杯测量综合剖面图1-中更新统褐色亚粘土 2-上更新统黄褐色亚粘土 3-全新统沙砾本讲稿第十四页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 三、放射性物探在寻找地热田中的应用及实例三、放射性物探在寻找地热田中的应用及实例安徽半汤综合剖面图本讲稿第十五页，共十六页ECITEAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本讲稿第十六页，共十六页